190148. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés alámerített, aerob biológiai folyamatok megvalósítására
3 190148 4 A találmány tárgya eljárás alámeritett (szubmerz), aerob mikrobiológiai folyamatok - pl. eleveniszapos biológiai szennyvíztisztítás - folyamatos végrehajtására és;ezen folyamatokhoz szükséges mikroorganizmusok cirkuláltatására és elnevezetésére, - valamint berendezés az eljárás megvalósítására. A példaként felhozott alaveniszapos szennyvíztisztításban elsősorban oldott szerveBanyagokat bontanak le aerob mikroorganizmusok segítségével. A mikroorganizmusok oxigénellátását és a szennyvízben való elkeverését korábban különféle felületi levegőztető eszközökkel biztosították. Ezen megoldások a kisebb szennyezetségű, elsősorban kommunális szennyvizek esetében egyszerűek és gazdaságosak is lehetnek. A nagy szervesanyag-tartalmú ipari szennyvizek tisztítása viszont - a nagyüzemi fermentációs folyamatokhoz hasonlóan - nagyobb mikroorganizmus (eleveni8zap) tömeg jelenlétét teszi szükségessé a szennyvízben és ezáltal növekszik az oxigénbeviteli- és keverési igény is. Nagyterhelésű szennyvizekre alkalmazva a felületi levegőztetőket, az oxigénellátás fajlagos energiafelhasználása a kommunális szennyvizek kezelésekor elérhető fajlagosokhoz képest jelentősen növekszik és a nagy kezelendő térfogatokra is tekintettel, növekszenek a kezelés költségei. Példaként említhető, hogy amíg kisebb terhelésű szennyvizek tisztítására a felületi levegöztelőknél 0,45-0,55 kWh/kg 0* az oxigénbevitel fajlagos energiafelhasználása, addig egy nagyterhelésű ipari szennyvíz tisztításakor ez az érték 0,7-0,8 kWh/kg Oj-t is elérheti. Mivel ezzel együtt a szükséges oxigén mennyisége is növekszik, a levegőztetési költségek egyre nagyobb terhet jelentenek. A felületi levegőztetők további hátrányaként említhető, hogy csak korlátozott {max. 3-4 m) vízmélységű medencék egyenletes átlevegőztetésére alkalmasak, így a tisztító műtárgy alapterülete nagy. További hátrányuk az intenzív szaghatás, a permetképződés és a lefagyás veszélye. A felületi levegőztetők hátrányainak kiküszöbölésére a nagy terhelésű ipari szennyvizek tisztításában egyre inkább az un. mélylevegőztető eljárások (BAYER TURMBIOLOGIE, HOECHST BIOHOCH REAKTOR) kerülnek előtérbe, amelyek a jóval nagyobb vízmélység következtében jelentős helymegtakarítást eredményeznek, ugyanakkor a légbuborékok tartózkodási idejének növelésével az oxigén-beoldódás is növekszik. Ezeket az eljárásokat szénacél tartályokban valósítják meg, amelyek olcsóbban és egyszerűbben építhetők a vasbeton műtárgyaknál, ugyanakkor a tartályokban, a fázisfelületek létrehozására és a folyadék keverésére korszerű műveleti megoldásokat lehet alkalmazni {Hydrocarbon Proc. (1980) November p. 191-195., Chem.-Ing.-Tech. 52 (1980) Nr. 12. S. 930-932.). Ezek eredményeképpen a mélylevegőztető tartályokban elérhető 0,25-0,4 kWh/kg Oa energiafajlagosak lényegesen kedvezőbbek a felületi levegőztetőkéné] annak ellenére, hogy ezeknél a bevezetésre kerülő levegőt a vízmélységtől függő mértékben komprimálni kell (Chem.-Ing.-Tech. 52 (1980) Nr. 4. S. 330-331.). Az említett mélylevegőztető tartályok további jellemzője, hogy az eleveniszapos biológiai tisztítóberendezés elengedhetetlen részét képező iszapülepítőt a tartállyal egybeépítették és annak külső-felső részén, koncentrikusan helyezték el további helymegtakarltás-, valamint az egyszer már felemelt víz helyzeti energiájának hasznosítása céljából. Az ülepítő kerülete mentén az egyenletes iszapelvétel megoldása érdekében nagyszámú, kúposán vagy gúla alakban kiképzett iszapelvételi „csonkot", illetve az iszap lecsúszását segítő ferde terelőlapokkal ellátott, nagyobb méretű rekeszt alakítanak ki. Mindkét megoldás holttereket eredményez és növeli a beruházás költségét, ugyanakkor az üzemeltetése nehézkeB. Az eleveniszapos szennyvíztisztítási folyamatokban a levegőztető térből a mikroorganizmusok által tisztított víz a térfogatáramnak és az uralkodó iszapkoncentrációnak megfelelő mennyiségű mikroorgan.izmustömeget hord ki. Ez a kihordás sokszor többszöröse a szennyvíz átvezetése közbeni biológiai tisztítási folyamatban képződő iszapszaporulatnak, így a levegőztető iszapkoncentrációjának fenntartásához az ülepítőben elválasztott iszap nagy részét - a keletkező fölösiszapmennyiség kivételével - vissza kell vezetni a levegőztetőbe. Az iszapvisszavezetés térfogatárama hozzáadódik a friss szennyvíz térfogatáramához, ezért az ülepítőből a szükséges iszaptömeget minél kisebb vizárammal célszerű a levegőztetőbe visszavezetni. Ennek érdekében az ülepítőben sűrítéssel 1,5-2,5-szörősére növelik az iszap koncentrációját. A gyakorlatban az iszap tulajdonságaitól függően, a friss szennyvíz bevezetéshez képest további 0,8-2-szeres térfogatú iszapvisszavezetést kell alkalmazni. Az iszapelvezetéshez az ismert eleveniszapos eljárásoknál - a minél sűrűbb iszap érdekében - nagy ülepitőtérfogat, valamint megfelelő szivattyú kapacitás beépítése és üzemeltetése szükséges. Eljárásunk lényege, hogy a körszimmetrikus levegőztető tér palástjánál, bevezetett kezelendő folyadékáramnak az aerob mikrobiológiai átalakítás befejezésekor legfeljebb 1,1-szeresét vezetjük a levegőztető tér tengelyéből egy koncentrikus és a levegőztető térhez viszonyítva kivül-belül elhelyezett, azzal közlekedő ülepltőtérbe, ahonnan a szabad (gátolatlan) ülepedés közben kiváló mikroorganizmusokat alul, a kerület mentén visszavezetjük a levegőztető térbe, a megtisztult folyadékáramot pedig az ülepítő felső 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
